本文作者Greg Schulz是IT行業研究與顧問公司StorageIO的創始人。他曾在各種IT組織擔任過程序員、系統管理員、災難恢復顧問和容量規劃師等職務，并在許多業界廠商擔任過其他許多職務。他最近發布了新書《綠色與虛擬數據中心》以及存儲網絡行業協會（SNIA）贊助的《彈性存儲網絡》。
包括刀片機、刀片服務器、臺式機、筆記本電腦、大型機、個人電腦、處理機、服務器和工作站等在內的各種計算機是各種數據中心或信息工廠的關鍵組件和資源。這些計算機可以運行或執行各種應用軟件，實現各種應用和商業功能。 如果沒有合適的軟件，硬件就無法發揮出特定功能。軟件包括微碼、固件、操作系統或應用軟件，如果沒有硬件的支持，軟件也無法發揮出功能。我個人認為，下一個真正具有革命性意義的技術將是那種對硬件無要求的軟件以及對軟件無要求的硬件。 那時，了解更高處理需求或計算能力以及后續能源需求與提高能效以降低功耗和冷卻成本及它們的環境影響的需求之間的關系就變得非常重要。
在一般的數據中心里，各種計算機是繼冷卻系統之后耗電量第二大的項目。除了能源、冷卻和占地面積之外，那些計算機還存在環保和安全方面的成本，電子線路板、電池電源以及其他潛在有害物質都必須得到回收和妥善處理。 計算機越大，它里面的組件就越多；計算機越小，它里面的組件就越小和越少。
不同的服務器的耗電量和發熱量都是不同的，具體取決于它們的工作模式。比如，服務器關閉時它的耗電量是零，但是在啟動時的耗電量會非常高。在運行不同的負載、處于待機或睡眠模式時，服務器消耗的能源也都是不同的。 由于需要更快的處理器從而在更短的時間完成更多的任務，廠商們采取各種措施來提高處理器或芯片的能效，并降低系統的總能耗。
除了提高能效之外，計算機芯片還支持各種節能模式，比如在任務少的情況下降低芯片速度和減少能耗。節約能耗還有其他許多方法，比如自適應電源管理、智能電源管理、自適應電壓調節和動態帶寬調節等等，這些技術都是通過改變性能水平來調整能耗。 舉個一般性的例子，一臺服務器的處理器芯片在高性能狀況下可能會要求1.4伏電壓和3.6GHz頻率，在中等性能狀況下可能會要求1.3伏電壓和3.2GHz頻率，在低性能和節能狀況下可能會要求1.2伏電壓和2.8GHz頻率。英特爾的SpeedStep以及其他能效與性能增強技術都可以在系統不需要高性能的時候降低能耗，但是在需要時又可以提高性能和效率。
為了解決服務器機架級、板級或芯片級等各級能耗、冷卻、占地面積和環保與安全等問題，業內還研究和使用了另外一種方法，即改善直接冷卻和間接冷卻。以前都是利用空氣來進行冷卻和除熱，服務器機架、設備機箱和電源以及其他各種高能耗、高生熱的組件都安裝了風扇來散熱。 液體冷卻技術也一直為廠商們所使用，尤其是對于大型機和巨型機來說，這種冷卻方式應用地更普遍一些。隨著高級冷卻風扇的出現，穩定能耗的服務器以及高效率空氣冷卻、液體冷卻技術最近也開始進入服務器領域。
錫片包裹的軟件模型演變為軟件包裹的應用設備或虛擬設備。在這種情況下，廠商們使用虛擬機在物理服務器或其他硬件設備上托管軟件。 例如，數據庫廠商或虛擬磁帶庫軟件廠商也許會將它們的解決方案安裝到一臺物理服務器上的不同虛擬機之中。利用這種方法可以整合使用不充分的服務器，但是應注意的是，不要將現有物理硬件資源過分整合在一起，尤其是那些對時間很敏感的應用設備。
象硬盤那樣的磁盤存儲解決方案雖然速度較慢，但是它比基于RAM的內存解決方案的成本要第一些。而且它的存儲是可持續的。也就是說，即使設備斷電后，保存在里面的數據仍然存在。 從PCFE的角度來說，為了在特定成本條件下實現某個特定功能、服務質量以及服務水平目標，還需考慮調節內存和存儲性能、可用性、容量以及能耗。將大部分內存或存儲容量降到最低是不夠的。 除了容量之外，其他與存儲設備相關的許多因素也應被考慮進來，包括使用率、操作系統頁面故障和頁面讀寫操作、內存交換和內存錯誤等等。
在進行服務器虛擬化之前，需要考慮很多問題：應用軟件的必要條件和它對性能、可用性、容量以及成本的需求是什么？ 什么服務器可以整合，什么服務器不能整合？ 相關解決方案是否能夠簡化軟件管理或硬件管理？ 相關解決方案是否能夠實現動態應用與資源管理？ 相關技術如何與現有以及其他新技術兼容合作？ 調整性能、容量、可用性和能源需求的問題將如何得到解決？ 由誰來布置、維護和管理解決方案？ 是否會從對軟件廠商的依賴變成對硬件廠商的依賴？ 不同的硬件架構和不同代的設備將如何共存？ 如何調整解決方案以確保穩定性？
服務器虛擬化通常應用于整合使用率不高的服務器，以降低硬件及相關管理費用，以及與冷卻條件相關的能耗。整合的方法可能是多種多樣的。 例如，一臺服務器的操作系統和應用軟件可以作為來賓進程被遷移到現有虛擬結構中的一個虛擬機上。虛擬結構中可以存在和運行多個虛擬機。 根據執行條件的不同，不同類型的操作系統可以同時作為來賓進程共存在多個虛擬機上。例如，Linux、UNIX和Microsoft Windows等系統可以同時存在于同一臺服務器上，它們分別在各自的來賓虛擬機上運行。
整合使用率不充分的服務器可以解決PCFE問題，降低硬件成本。然而，服務器虛擬化本身并不能解決操作系統和應用軟件整合以及相關成本節約的問題。 如果成本節約是一項關鍵目標，那么你就應該在降低硬件成本之外再考慮一下如何降低各種軟件成本，包括專利費用和維護費用等等。服務器整合在短期內有著巨大的市場機會，服務器虛擬化的市場機會可能更大。
注意要點：
#慎重對待以免引發性能或可用性問題。
#搞清如何利用虛擬化來提高生產力和實現規模調整。
#研究支持能效和提高生產力的新技術。
#了解與虛擬化有關的數據保護和管理問題。
#服務器整合解決硬件成本問題，單獨考慮軟件成本。
#刀片服務器可以被用于整合以及實現規模調整。
#并非所有的服務器都可以降低電源，并非所有的重復性事物都可以被簡單移除。
#有些服務器可以在某些時候以低性能和低能耗的模式運行。
#研究智能和動態冷卻技術。
在下一種真正具有革命性意義的技術創新出現之前，應用軟件和虛擬服務器將繼續依賴物理硬件，這些物理硬件仍需消耗電能和產生熱量。注意在優化過程中仔細評估投資回報，不要為了節約一分錢而投入一美元。
